FR2466790A1 - Systeme d'objectif de mise au point par zone notamment pour appareil de prise de vues photographique - Google Patents

Abstract

Système d'objectif de mise au point par zone. Dans ce système, une lentille à ménisque convergent 52 est montée en alignement avec la plus grande ouverture d'une partie conique tronquée opaque 14 ouverte à ses extrémités. Un disque transparent 56 possédant une pluralité d'éléments de lentilles à ménisque I, III moulés dans une seule pièce et montés de sorte que les éléments puissent être amenés par rotation en alignement avec l'ouverture de la partie conique pour fournir des longueurs focales convenables pour mettre au point avec précision des objets situés dans différentes gammes de distances. Application à un appareil de prise de vues photographique. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

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La présente invention est relative de façon générale aux systèmes optiques photographiques et, en particulier, à un système optique de mise au point par zone convenant particulièrement à

l'utilisation dans un appareil de prise de vues du type qui com-

prend un agencement de télémétrie et de mise au point automatiques. Selon l'équation optique de Gauss bien connue, une image d'un objet qui est placé en avant d'un système optique n'est formée nettement sur le film placé derrière le système optique que lorsque

la distance entre le système optique et la longueur focale du sys-

tème est correcte. Du fait que l'emplacement du film dans les ap-

pareils de prise de vues photographiques est, de façon type, fixe, cela signifie que l'image la plus nette à une distance d'objet donnée nécessite une longueur focale unique ou une distance unique entre le système optique et le film. Le procédé de réglage de la

longueur focale du système optique ou de la distance entre le sys-

tème optique et le film pour obtenir la netteté d'image maximale aux différentes distances de l'objet est appelé la mise au point et peut être accompli de manière bien connue. Une manière d'obtenir la mise au point consiste par exemple à réaliser un objectif de

longueur focale fixe en combinaison avec un moyen pour régler l'es-

pacement entre l'objectif et le film en fonction de la distance de l'objet. Les agencements habituels pour l'obtenir comprennent l'utilisation d'un soufflet flexible reliant le support d'objectif

au boîtier de retenue du film et une liaison pour étendre le souf-

flet de façon à modifier l'espacement entre le système optique et

le film.

Un autre agencement connu de mise au point utilise un système optique de mise au point variable, fixé en place en avant du film. Ici la longueur focale de l'objectif est modifiée avec la distance de l'objet en changeant l'espacement d'air entre les éléments individuels de l'objectif habituellement en déplaçant une cellule frontale de l'objectif par rapport aux autres éléments

ou à un autre élément.

Un autre agencement de mise au point connu convenant à l'utilisation dans le cas d'une distance fixe entre l'objectif et le film comprend l'utilisation d'une tourelle rotative d'objective qui porte une pluralité d'objectifs possédant différentes longueurs focales, chacune pouvant être mise en place par rotation le long

du trajet de prise de vues de l'appareil photographique. Ces agen-

cements peuvent être qualifiés de systèmes de mise au point par zone du fait qu'ils ne fournissent pas une longueur focale variant

de façon continue mais qu'au contraire ils fournissents des lon-

gueurs focales distinctes qui forment une image nette pour des dis-

tances particulières de l'objet et une image plus ou moins nette pour des objets placés de chaque côté de la distance d'objet la plus appropriée pour la longueur focale particulière d'objectif. De cette manière ces systèmes fo urnissent une netteté adéquate sur une gamme ou "zone" de distances d'objet fondée sur la supposition que pour toute longueur focale donnée il existe un flou dû à un défaut de mise au point de dimension suffisamment faible pour que le fonctionnement dudit système ne soit pas nuisiblement affecté

pourvu que l'objet reste dans la zone appropriée.

On sait également réaliser des agencements de mise au

point de zone en associant à un objectif fixe une tourelle possé-

dant des lentilles qui peuvent être indexées de façon sélective

en alignement avec l'objectif fixe, de telle sorte que les asso-

ciations de la lentille fixe et des lentilles individuelles de

tourelle fournissent une série de longueurs focales différentes.

Parmi les trois agencements de mise au point décrits les deux premiers possèdent l'avantage d'un réglage continu sur une

gamme de distances d'objet. Cependant, pour une application particu-

lière, cet avantage doit être évalué en considération du coût accru associé à la nécessité d'agencements d'extension de soufflet ou de système d'objectif à multi-éléments plus complexes. Les systèmes de mise au point de zone bien que n'offrant pas la caractéristique

de réglage continu sont souvent adéquats et offrent un côté attrac-

tif du fait qu'ils peuvent de façon générale être fabriqués de fa-

çon moins onéreuse que les autres. Cependant les systèmes de mise

au point par zone les plus connus sont quelque peu encombrants né-

cessitant un espace assez grand du fait de leurs agencements de tourelle. Par conséquent la présente invention a pour principal objet de réaliser un système de mise au point de zone qui soit

peu onéreux, compact et facile à fabriquer.

La présente invention a pour autre objet de réaliser un système optique de mise au point par zone-qui soit particulièrement approprié pour l'utilisation avec un appareil de prise de vues du

type qui comprend un système de télémétrie à sonar et un agence-

ment pour positionner automatiquement un disque d'objectif en fonc-

tion des distances choisies de l'objet.

La présente invention est de façon générale relative aux systèmes optiques photographiques et de façon particulière à

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un système optique de mise au point par zone qui est particuliè-

rement approprié à l'utilisation dans un appareil de prise de vues photographique du type qui comprend un agencement de télémétrie et de mise au point automatique par lequel un disque d'objectif peut être indexé sélectivement par rotation, et des moyens pour permettre le positionnement du film sur un plan dans lequel il

peut être exposé et pour fournir un trajet de longueur prédéter-

miné le long duquel la lumière peut être dirigée à travers son

ouverture d'entrée vers le plan de film.

Le système optique de mise au point par zone de l'in-

vention comprend des moyens pour définir un boîtier opaque confor-

mé pour l'admission de la lumière depuis une scène dans l'entrée de trajet lumineux de l'appareil. Le boîtier comprend une partie à extrémité ouverte possédant des ouvertures d'entrée et de sortie écartées l'une de l'autre, optiquement alignées l'une par rapport à l'autre, l'entrée du trajet lumineux de l'appareil étant située

le long d'un axe qui traverse le centre de l'entrée du trajet lu-

mineux de l'appareil. Des parties intermédiaires opaques, conver-

gentes, incluses dans la partie à extrémité ouverte, sont reliées à ces ouvertures d'entrée et de sortie pour empêcher la lumière

d'entrer dans le boîtier. L'ouverture de sortie est placée adja-

cente à l'entrée du trajet lumineux de l'appareil et en est espacée

en avant d'une distance prédéterminée.

Un objectif principal d'une puissance positive prédéter-

minée est également inclus. L'objectif principal est monté en àli-

gnement optique avec l'ouverture d'entrée et est constitué de façon à réfracter tous les rayons principaux de l'ensemble des faisceaux

de rayons formant image qui proviennent d'une distance d'objet pré-

déterminée inférieure à l'infini par rapport à l'objectif princi-

pal, de sorte que ces rayons principaux passent à travers le centre

de l'ouverture de sortie et forment une image sur le plan de film.

De plus, est inclus un disque d'objectif qui possède une pluralité de zones de réfraction de lumière; angulairement écartées l'une de l'autre, chacune possédant une structure susceptible de coopérer optiquement avec l'objectif principal pour, en association avec lui, former une image d'un objet à une distance différente de l'objectif principal, que la distance d'objet prédéterminée pour

laquelle l'objectif principal est conformé.

Le disque d'objectif qui est de préférence moulé en un plastique optique transparent est monté derrière l'ouverture de sortie dans l'espace prédéterminé entre l'ouverture de sortie et l'entrée du trajet lumineux de l'appareil pour tourner de telle sorte que chacune de ses zones de réfraction de la lumière

puisse être sélectivement indexée en alignement optique avec l'ou-

verture de sortie. L'ouverture de sortie a pour fonction de définir la surface active de réfraction de la lumière de chacune des zones de réfraction de la lumière du disque d'objectif et de définir un diaphragme d'ouverture maximale pour chacune des zones de réfraction

de la lumière, en association avec l'objectif principal.

La présente invention va maintenant être expliquée de façon plus détaillée en se référant au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un appareil de prise de vues dans lequel la présente invention se trouve incorporée, la figure 2 est une vue en coupe agrandie de l'invention selon 2-2 de la figure 1, les figures 3 et 4 sont des graphiques de fonctionnement de l'objectif représentant respectivement des courbes de champ et de flou RMS (moyenne quadratique) normalisées à 1,0 à un demi-angle de champ complet pour un objectif à ménisque asphérisé qui sert d'objectif principal de l'invention, les figures 5 à 12 sont des graphiques, normalisés à 1,0 à un demi-angle de champ complet, représentant le fonctionnement optique de diverses combinaisons de lentilles de l'invention, les chiffres impairs représentant les courbes de champ et les chiffres pairs le flou RMS, et les figures 13 à 18 sont des graphiques normalisés à 1,0 à un demi-angle de champ complet représentant le flou RMS pour diverses associations de lentilles de l'invention à différentes

distances de mise au point et ouvertures.

Dans son mode préféré de réalisation, le système de mise au point par zone de la présente invention est représenté en

tant que partie d'un appareil de prise de vues du type virtuelle-

ment tout à fait automatique qui utilise un film de type à auto-

développement et qui est désigné de façon générale en 10 dans la figure 1. Bien qu'il soit représenté incorporé dans l'appareil de prise de vues 10, on doit comprendre que le système optique de l'invention qui est désigné de façon générale en 22 dans la figure 2, n'est pas limité à l'utilisation uniquement avec les types d'appareil photographique représentés par l'appareil de prise de vues 10. Cependant, comme on l'expliquera ci-dessous, l'appareil de prise de vues 10 possède certaines caractéristiques qui font que l'invention convient particulièrement, au moins en partie,

à l'utilisation avec celui-ci.

Comme on le voit le mieux dans- la figure 1, l'appareil de prise de vues 10 est de type à corps rigide non repliable qui comprend un boîtier principal 12 de forme sensiblement prismatique, un bottier frontal 14 sensiblement en forme de L et une porte 16

de chargement de film de forme sensiblement rectangulaire qui dé-

finissent collectivement son aspect extérieur et servent à loger et protéger ses composants intérieurs. Les boîtiers susmentionnés

12 et 14 et la porte de chargement de film 16 sont tous de préfé-

rence moulés en plastique opaque pour empêcher la lumière indési-

rable d'entrer à l'intérieur de l'appareil de prise de vues.

La base du boîtier prismatique 12 est conçue de manière bien connue pour recevoir de façon libérable et maintenir une

cassette 18 de film dans laquelle est disposée un empilement d'uni-

tés de film à auto-développement, chacune étant développée par l'ap-

pareil de prise de vues 10 d'une manière bien connue après l'expo-

sition photographique, et une pile plate, mince, qui est placée en

dessous de l'empilement d'unités de film (aucune n'étant représen-

tée). La pile de cassette de film est utilisée pour fournir de l'é-

nergie de fonctionnement aux divers composants électriques de l'appareil de prise de vues 10. Ainsi, l'appareil de prise de vues est muni de moyens pour permettre le positionnement du film au

plan dans lequel il peut être exposé.

Comme on le voit le mieux dans la figure 2, le système optique 22, de mise au point par zone, est disposé le long d'un axe optique, OA, entre une ouverture 20 (figure 1) qui est placée dans une paroi avant verticale 21 du boîtier 14 en forme de L

et qui se trouve en face de la scène à photographier, et une ou-

verture d'entrée 26 placée dans une chambre d'exposition 24 (partiellement représentée) qui est placée de manière bien connue

à l'intérieur du bottier de forme prismatique 12 et possède égale-

ment une forme sensiblement prismatique.

Situé à l'intérieur de la chambre d'exposition 24 se trouve un miroir de forme trapézoïdale 54 (figures 1 et 2) qui est disposé à un angle prédéterminé par rapport à l'axe optique OA et au plan de film de l'appareil de prise de vues pour fournir un trajet lumineux brisé de longueur prédéterminée entre eux le long duquel les rayons de la scène formant image depuis le système

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optique de mise au point par zone 22 se déplaçant vers le film à l'intérieur de la cassette 18 pendant un cycle d'exposition de

l'appareil de prise de vues.

L'exposition du film est réglée par un système de commande d'exposition automatique bien connu qui a pour effet de commander la valeur d'exposition fournie au film en commandant sélectivement le déplacement d'un mécanisme de lames d'obturateur globalement désigné par 28 dans la figure 1. Le mécanisme de lames 28 comprend deux lames 30 et 32, à mouvements de va-et-vient inverses, chacune d'elles comprenant une ouverture 34 et respectivement 36, conçues

pour se chevaucher l'une l'autre afin de fournir un jeu pré-program-

mé de valeurs d'ouverture et de vitesses d'obturateur sur l'ouver-

ture d'entrée 26 vers le trajet lumineux de l'appareil de prise de vues. Les lames, 30 et 32, sont dans ce but situées immédiatement

en avant de l'ouverture d'entrée 26 du trajet lumineux de l'appa-

reil de prise de vues.

Le système de commande d'exposition de l'appareil de prise de vues 10 fonctionne soit en mode ambiant dans lequel la lumière disponible fournit la source d'éclairage de la scène soit en un mode artificiel de source de lumière, dans lequel une lumière de flash électronique 38 (figure 1) qui fait partie intégrante de l'appareil de prise de vues 10 sert de source d'éclairage de la scène. Un système télémétrique à ultrasons bien connu, également prévu dans l'appareil de prise de vues 10, mais non représenté, fonctionne selon des principes bien connus. L'énergie ultrasonore est transmise par le système vers un sujet à photographier et est

ensuite réfléchi par le sujet vers l'appareil de prise de vues 10.

Les caractéristiques des signaux transmis et reçus sont alors comparées pour déduire un signal de commande représentatif de la distance du sujet. Le signal de commande est ensuite utilisé pour

entraîner un disque d'objectif 56 qui fait partie du système op-

tique 22 de mise au point par zone.

L'agencement d'objectif comprend une pluralité d'éléments

d'objectif montés pour un déplacement entre une pluralité de posi-

tions focales grâce à un organe en forme de disque de retenue d'ob-

jectif disposé pour tourner autour d'un axe central fixe. La plura-

lité d'éléments d'objectif est disposée dans l'organe de disque de retenue d'objectif les éléments étant en relation écartée les uns

des autres périphériquement autour de l'axe central du disque.

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Un agencement de lames d'obturateur à balayage, similaire au présent dispositif de lames 28 comprend un palonnier auquel les

lames d'obturateur sont attachées de façon pivotante pour un dé-

placement avec lui. Le palonnier est disposé de façon pivotante pour heurter un organe d'actionnement qui, à son tour, a pour fonction, par l'intermédiaire d'un ressort de torsion de heurter le disque de retenue d'objectif et ainsi faire tourner le disque de retenue d'objectif de façon à déplacer séquentiellement chacun

de ces éléments d'objectif en leur position focale respective.

L'une des exigences du dispositif de mise au point d'ob-

jectif commandé par sonar décrit ci-dessus est que le disque d'ob-

jectif qui doit être utilisé avec lui doit être de faible inertie

de sorte qu'il puisse être entraîné de manière appropriée par l'or-

gane d'actionnement de disque d'objectif et, également de préfé-

rence, qu'il soit aussi compact que possible de sorte que la taille du système soit réduite à un minimum. Le disque d'objectif 56 du

système optique de mise au point par zone 22 de l'invention satis-

fait à ces exigences de même qu'à celle de fournir en association

avec les autres composants du système optique 22 un moyen peu con-

teux de mise au point de l'appareil de prise de vues 10, de façon à fournir une image photographique bien corrigée au plan de film de l'appareil de prise de vues pour des sujets photographiques dont la distance de l'appareil de prise de vues 10 peut s'échelonner de

cm à l'infini. Comme on le verra d'après la description qui suit,

le système 22 de mise au point par zone satisfait à ces exigences en fournissant une image utile qui couvre un demi-angle de champ

de sensiblement 27 à une ouverture focale de 10.

La structure et la performance optique du système optique 22 seront mieux comprises en se référant maintenant à la figure 2

dans laquelle le système optique 22 peut, comme on le voit, com-

prendre une partie de boîtier opaque 42 qui coopère de manière bien connue avec le boîtier 12 de forme prismatique et le boîtier 14

en forme de L pour renfermer, protéger et supporter, divers compo-

sants de l'appareil de prise de vues. Compris dans la partie de boîtier 42 se trouve une partie 44 à extrémité ouverte qui est conformée pour admettre la lumière depuis une scène à travers l'ouverture d'entrée 26 du trajet lumineux de l'appareil de prise de vues. Dans ce but, la partie 44 à extrémité ouverte possède une ouverture d'entrée 46 et une ouverture de sortie 48, toutes deux étant alignées optiquement le long de l'axe optique, OA, l'une par

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rapport à l'autre et par rapport à l'ouverture 26 d'entrée du

trajet lumineux de l'appareil de prise de vues. Des parties inter-

médiaires de parois convergentes relient les ouvertures 46 et 48 d'entrée et de sortie pour empêcher la lumière d'entrer dans le boîtier d'appareil de prise de vues et ces parties sont munies d'indentations internes 50 qui s'étendent transversalement à l'axe optique OA et ont pour effet d'intercepter le rayonnement-diffus

réduisant ainsi les effets de lumière indésirable ou d'éblouisse-

ment. La partie 44 à extrémité ouverte, comme on peut le voir, est analogue à un entonnoir et, de préférence, a la forme d'une pyramide tronquée à quatre angles droits dont les ouvertures 46 et 48 se trouvent dans les plans correspondant aux bases de la pyramide, et dont les parties intermédiaires de liaison correspondent aux

côtés de la pyramide.

L'ouverture 48 de sortie de la partie à extrémité ouver-

te est placée adjacente à l'ouverture 26 d'entrée-de trajet lumi-

neux de l'appareil de prise de vues et en est écartée vers l'avant pour fournir un espace prédéterminé pour les lames 30 et 32 et le

disque d'objectif 56.

Une lentille principale à ménisque convergent 52 est montée en alignement optique avec l'ouverture 46 de la partie à extrémité ouverte. La lentille à ménisque 52 est conformée optiquement de préférence en un plastique optique pour réfracter tous les rayons principaux de l'ensemble des faisceaux de rayons formant image

provenant d'une distance d'objet prédéterminée, inférieure à l'in-

fini de sorte que ces rayons principaux passent à travers le cen-

tre de l'ouverture de sortie 48 de la partie à extrémité ouverte

et forment une image sur le plan dans lequel le film se trouve.

Pour réaliser sa fonction optique, la lentille à ménisque 52 possède un indice, nd, = 1,492, un nombre d'Abbe, V, = 57,2, des rayons base au sommet de surface frontale et arrière R 19,37 mm et RR = 29,625 mm, respectivement une épaisseur axiale t = 3, 175 mm. La surface arrière de la lentille à ménisque 52 est asphérique et est décrite par la formule suivante

Z- 1 2 4 _6

2RR y + 0,137501 y - 0,106603 y dans laquelle Z représente la distance d'un point sur la surface asphérique mesurée depuis un plan de référence perpendiculaire à l'axe optique OA du système et passant à travers le sommet arrière de la lentille 52 et ou y est la distance radiale du point écarté de l'axe optique OA. La surface arrière asphérique de la lentille

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à ménisque 52 est conformée principalement pour corriger la lentil-

le à ménisque 52 des aberrations par rapport à l'axe. Avec la

structure qui précède, la lentille à ménisque 52 possède une lon-

gueur focale effective de 105,2576 mm (9,5 dioptries) et, par elle-même possède la performance, en termes de courbes de champ et de flou (RMS) indiqués respectivement dans les figures 3 et 4

qui seront mieux expliqués ci-après.

La taille du cône d'énergie qui atteint le plan de film d'appareil de prise de vues est défini par l'action conjuguée de

l'ouverture 48 et de l'ouverture définie par les lames 30 et 32.

Lorsque l'ouverture définie par les lames 30 et 32 est au maximum, soit l'ouverture 48, soit l'ouverture définie par les lames 30 et 32 peut être considérée comme le diaphragme d'ouverture du système 22, mais lorsque l'ouverture définie par les lames 30 et 32 est plus petite que celle fournie par l'ouverture 48, l'ouverture alors définie par les lames 30 et 32 peut être considérée comme le diaphragme d'ouverture du système. L'ouverture 48 (figure 2) est

espacée derrière la lentille à ménisque 52 d'une distance S1, mesu-

rée depuis le sommet de la surface arrière du ménisque de 9,3726 mm

et possède un diamètre de 9,4488 mm.

Le disque d'objectif 56 est monté pour tourner d'une

manière bien connue autour de son moyeu 58 et comprend une plura-

lité d'éléments de lentille à ménisque espacés l'un de l'autre an-

gulairement ou de zones de réfraction de la lumière indiquées par les chiffres romains I à IV comme représenté dans la figure 1, et, en partie, dans la figure 2. L'agencement de montage rotationnel du disque d'objectif 56 permet à ces éléments à ménisque I à IV

d'être sélectivement alignés en correspondance avec et immédiate-

ment derrière l'ouverture 48,

Chacun des éléments I à IV à ménisque du disque d'objec-

tif est optiquement conformé pour fonctionner en combinaison avec la lentille principale à ménisque 52 pour fournir au système 22 une pluralité de longueurs focales effectives différentes les unes

des autres pour la mise au point à des distances du sujet photo-

graphique différentes. La lentille I se combine avec la lentille à ménisque 52 pour fournir une longueur focale combinée que met au point le mieux les objets placés à 91,44 cm avec une distance du sujet de 60,96 à 121,92 cm, la lentille II se combine avec le ménisque 52 pour mettre au point le mieux les objets placés à 170,688 mm avec une distance du sujet de 121,92 à 256,032 cm,

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la lentille III se combine avec le ménisque 52 pour mettre au point le mieux les objets à 384,048 cm avec une distance de sujet de 256,032 à 512, 064 cm et la lentille IV avec le ménisque 52 mettent au point le mieux les objets à 1524 cm avec une distance de sujet de 512,064 cm à l'infini (voir les figures 5, 7, 9 et 11). Chacun des éléments à ménisque du disque d'objectif, I à IV, est également muni d'au moins une surface asphérique qui est conformée principalement pour corriger de façon favorable les

aberrations sphériques résiduelles de la lentille à ménisque prin-

cipale 52.

Les éléments à ménisque du disque d'objectif, I à IV,

possèdent une caractéristique représentée par les données du ta-

bleau suivant qui Lentilles nd se réfèrent à la figure 2: V

I 1,592 30,8

(91,44 cm)

II 1,592 30,8

(170,688 cm)

III 1,592 30,8

(384,048 cm)

IV 1,592 30,8

(1524 cm) dans lequel nd est l'indió R1, R2......R8 représente l'épaisseur axiale, et S2 Rayons t (cm) (cm)

R1=-5,08 0,142748

R2=-4,6355

R3=-25,4 0,140462

R4=-22,0853

R5=-25,4 0,139446

R6=-26,68524

R7=-25,4 0,138938

R8=-30,52064

ce de réfraction, V les rayons de base

S2 I

(cm)

0,201422

0,180848

0,180848

0,180848

EFL (cm)

76,13396

326,9234

-1051,306

-271,018

est le nombre d'Abbe, des surfaces, t est

est la distance axiale depuis l'ouver-

ture 48 au sommet d'un élément respectif. EFL est la longueur focale effective, et dans lequel la surface frontale de l'élément I est une surface asphérique décrite par la formule: i 2 _4 _6 1 = 2R y2 _ 0,21518 y4 - 0,01655 y et les éléments I}, III, et IV, ont tous des surfaces frontales asphériques décrites par la formule: z = 0,05 y2 _ 0,151589 y4 + 0,824884 y6 Z dans toutes les formules asphériques précédentes représentant la distance d'un point sur la surface asphérique mesurée depuis un plan de référence perpendiculaire à l'axe optique du système et à travers le sommet d'un élément optique respectif et y est la

distance radiale du point à l'écart de l'axe optique.

Le disque d'objectif 56 et les éléments de lentilles à ménisque, I à IV, sont de préférence, moulés d'un seul tenant

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en plastique optique transparent et l'ouverture 48, étant écartée en avant de chaque ménisque du disque d'objectif, réalise une fonction de masquage en définissant la zone de réfraction active de chaque élément à ménisque du disque d'objectif lorsque cet élément est amené en alignement avec l'ouverture 48. De plus, comme l'illustre la figure 2, les orifices libres de la partie convergente des ouvertures d'entrée 46 et de sortie 48 et l'espacement les séparant sont choisis de sorte que la zone de réfraction utile de la lentille à ménisque principale 52 dépasse la zone de réfraction utile de chacun des éléments à ménisque du disque

d'objectif, I à IV, autant que le permettent les considérations op-

tiques pour minimiser les exigences d'espacement hors-tout du disque d'objectif 56. Dans le mode de réalisation préféré la zone principale de réfraction à ménisque est d'approximativement 4,16 fois plus

grande que chaque surface de réfraction d'élément à ménisque du dis-

que d'objectif, permettant ainsi au disque d'objectif 56 d'être très

petit et de faible inertie.

En se référant maintenant, de façon générale, aux figures

3 à 12, on y voit représentés une série de graphiques qui représen-

tent les résultats des diagrammes de points bien connus engendrés par calculatrice pour la lentille à ménisque principale 52 avec et sans les éléments à ménisque du disque d'objectif, I à IV, comme

ces éléments sont décrits dans les données du tableau ci-dessus.

Chaque courbe est tracée à partir de diagrammes de points pour des sourcesobjet ponctuelles théoriques sur l'axe, à 0,4, 0,7 et champ complet (1,0 = 27 deg.). Chaque diagramme de points est produit par 300 rayons tracés en trois couleurs (100 dans chaque couleur et une

valeur égale étant donnée aux lignes C, D et F), chaque rayon pro-

venant d'une des sources ponctuelles et arrivant sur un plan de référence coïncidant avec le plan de film de l'appareil de prise

de vues.

La figure 4 représente le flou RMS (moyenne quadratique) de l'objectif à ménisque principal 52 fonctionnant seul au nombre d'ouverture focale f/10 défini par les ouvertures 48 et 26 et f/14

qui peuvent être fournies par les lames 30 et 32.

Le flou RMS correspond au cercle de confusion et repré-

sente l'effet combiné de toutes les aberrations sauf la distorsion.

Le flou RMS est calculé de manière bien connue, tout d'abord en déterminant le centre du diagramme de points et ensuite la longueur des vecteurs tirés depuis le centre du diagramme de points vers

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chaque point, le point o arrive le rayon dans un plan de référence.

* L'ampleur de la moyenne quadratique des vecteurs est ensuite calculée pour obtenir, le flou RMS, un rayon. Si le plan de référence est le plan de film de l'appareil de prise de vues comme ici, et que le film est plat, le flou devient visible à une valeur de flou RMS de 0,04572 mm, ce qui correspond au cercle-conventionnel de diamètre de confusion 0, 127 mm. Un rayon de flou-RMS de 0,127 mm ou moins est désirable pour une -qualité optimale d'image photographique, en particulier à l'intérieur-de la limite du champ angulaire de 0,7 o l'on trouve habituellement la plupart des sujets photographiques,

mais les valeurs de flou RMS dépassant 0,127 mm peuvent être tolé-

rées à l'extérieur de la limite de champ angulaire de 0,7. Sur cette base, la lentille à ménisque 52 ne pourrait être utilisée seule à

f/10 mais pourrait être utilisée à f/14 (voir la figure 4).

La figure 3-représente la courbe de champ de la lentille à ménisque 52 à nouveau, seule, aux chiffres d'ouverture focale de f/10 et f/14. Chaque graphique décrit la couverture de champ de l'objectif, son astigmatisme et son état de mise au point. Les points sagitaux sur les graphiques sont reliés par des traits mixtes, les

points tangentiels sont reliés par des lignes en traits interrompus.

L'effet combiné de toutes les aberrations, sauf la distorsion, depuis le plan de référence est le graphique de flou RMS indiqué par les traits pleins. Le trait plein est la surface d'image RMS la meilleure, ou, en d'autres termes, le lieu du cercle de moindre confusion au

sens RMS. L'axe vertical de la figure 3 est le même que l'axe hori-

zontal de la figure 4. L'axe horizontal de la figure 3 représente

le déplacement axial du flou RMS à l'écart du plan de référence.

Les figures 6, 8, et 12 représentent le flou RMS pour chacun des éléments à ménisque du disque d'objectif, I à IV, en combinaison, respectivement avec la lentille à ménisque principale 52 et le flou RMS est calculé comme décrit ci-dessus pour la meilleure mise au point et pour deux autres distances focales correspondant-à la

gamme de distances du sujet pour la combinaison particulière.

Les figures 5, 7, 9, et 11 représentent- les courbes de

champ pour chacun des éléments à ménisque I à IV du disque d'objec-

tif en combinaison, respectivement, avec la lentille à ménisque

principale 52.

Les figures 13 à 15 représentent le flou RMS pour l'élé-

ment I à ménisque (91,44 cm) du disque d'objectif, en combinaison avec le ménisque principal 52 aux distances focales indiquées et en

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fonction du chiffre d'ouverture focale. De manière similaire, les figures 16 à 18 représentent le flou RMS pour l'élément II à ménisque d'objectif de 170,688 cm en combinaison avec le ménisque principal 52. Bien que la performance de flou RMS pour le système optique 22 soit quelque peu diminuée, c'est-à-dire au dessus d'un cercle de confusion de 0,127 mm à des demi-angles de champ supérieurs à 0,7 champ complet lorsqu'on opère à une ouverture focale de f/10, le système de commande d'exposition de l'appareil de prise de vues 10 est de préférence programmé de façon que les lames 30 et 32, (voir la figure 2), à la fois dans les modes d'exposition à une source de lumière ambiante et à une source de lumière artificielle, et dans toutes conditions d'exposition, sauf extrêmes comme une très faible lumière disponible en mode ambiant ou des distances éloignées du sujet en mode d'éclairage avec source artificielle de lumière, définissent

des ouvertures focales supérieures à f/10. Dans des conditions nor-

males d'éclairage de la scène le système optique 22 ne fonctionne pas à f/10 et, par conséquent, la performance RMS au-delà d'un demi-angle de champ de 1,75 cm (0,7") n'est pas une considération importante

pour la plupart des buts que l'on est susceptible de rencontrer.

Certains changements peuvent être faits dans le mode de réalisation décrit ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention et l'homme de l'art dans les techniques optiques peut faire encore

d'autres changements selon les enseignements de la description.

Par exemple la taille du système optique 22 peut être augmentée ou

diminuée de manière bien connue, de sorte que les changements de per-

formance optique attachés à ces changements ne dépassent pas les

limites permises pour l'application photographique particulière.

Par conséquent, la description ci-dessus et les dessins qui l'ac-

compagnent-ne sont donnés qu'à titre d'exemple en aucune manière limitatif.

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Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Système optique de mise au point par zone destiné à être utilisé avec un appareil de prise de vues photographique du type qui comprend des moyens pour permettre le positionnement du film dans un plan o il peut être exposé et fournissant un trajet

de longueur prédéterminée le long duquel la lumière peut être di-

rigée à travers son ouverture d'entrée vers le plan, ledit système étant caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour définir un boîtier opaque (42) conformé pour admettre la lumière depuis une scène dans l'entrée (26) du trajet lumineux de l'appareil, ledit boîtier comprenant une partie (44) à son extrémité ouverte possédant des ouvertures d'entrée (46) et de sortie (48) espacées l'une de l'autre, optiquement alignées l'une par rapport à l'autre et avec l'entrée de trajet lumineux de l'appareil, le long d'un axe (OA) qui s'étend à travers le centre de l'entrée du trajet lumineux de l'appareil, ladite partie comprenant des portions intermédiaires, opaques, convergentes qui sont reliées auxdites ouvertures d'entrée et de sortie pour empêcher la lumière d'entrer dans ledit boîtier, ladite ouverture de sortie étant placée adjacente à l'entrée du trajet

lumineux de l'appareil et en étant espacée vers l'avant d'une dis-

tance prédéterminée; un objectif principal (52) de puissance posi-

tive prédéterminée, monté en alignement optique avec ladite ouver-

ture et conformée pour réfracter tous les rayons principaux depuis l'ensemble des faisceaux de rayons formant image provenant d'une distance d'objet prédéterminée, depuis ledit objectif principal,

inférieure à l'infini, de sorte que lesdits rayons principaux pas-

sent à travers le centre de ladite ouverture de sortie et forment une image; et un disque d'objectif (56) comprenant une pluralité

de zones de réfraction de la lumière espacées l'une de l'autre an-

gulairement, dont chacune est conformée pour coopérer optiquement avec ledit objectif principal pour, en combinaison avec lui, former

une image d'un objet à une distance différente dudit objectif prin-

cipal, que ladite distance d'objet prédéterminée dudit objectif

principal, ledit disque d'objectif étant monté derrière ladite ou-

verture de sortie dans ledit espace prédéterminé entre ladite ouver-

ture de sortie et l'entrée de trajet lumineux de l'appareil pour tourner de telle sorte que chacune de ses zones de réfraction de lumière puisse être sélectivement indexée en alignement optique avec ladite ouverture de sortie, ladite ouverture de sortie ayant pour fonction de définir la zone de réfraction de lumière active

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de chacune desdites zones de réfraction de lumière et pour définir un diaphragme d'ouverture maximale pour chacune desdites zones de

réfraction de lumière en combinaison avec ledit objectif principal.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens pour indexer automatiquement ledit disque d'objectif entre des positions angulaires correspondant

auxdits espacements angulaires séparant ses dites zones de réfraction.

3. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite partie à extrémité ouverte possède la forme d'une pyramide tronquée à angles droits, ses dites ouvertures se trouvant dans des plans correspondant aux bases de ladite pyramide, et que ses dites parties intermédiaires correspondent aux côtés de ladite pyramide.

4. Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdites parties intermédiaires comprennent des indentations s'étendant transversalement à l'axe de ladite partie pour intercepter

le rayonnement diffus afin de réduire les effets de lumière d'éblouis-

sement.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les orifices desdites ouvertures d'entrée et de sortie et l'espacement les séparant sont choisis de sorte que la surface de réfraction utile dudit objectif principal dépasse la surface de réfraction utile de chacune desdites zones de réfraction de disque

d'objectif d'un facteur d'environ 4, 16.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite puissance prédéterminée dudit objectif principal est de 9,5 dioptries possédant une longueur focale effective de

,2576 mm et que lesdites zones de réfraction dudit disque d'ob-

jectif possèdent des longueurs focales effectives de 76,13396

326,9234; -1051,306 et respectivement de -271,018 cm.

7. Système selon l'une quelconque des revendications 1

à 6, caractérisé par le fait que ledit objectif principal et chacune

desdites zones de réfraction du disque d'objectif comprend des len-

tilles à ménisque.

8. Système selon la revendication 1, caractérisé par le

fait que ledit disque d'objectif comprenant lesdites zones de ré-

fraction de la lumière est moulé d'un seul tenant en un plastique

optique transparent.